電氣控制的基本知識

1、電氣控制的基本知識電氣控制的基本知識常用低壓電器常用低壓電器常用低壓電器常用低壓電器 低壓電器概述低壓電器概述 開關電器及主令電器開關電器及主令電器 接觸器接觸器 繼電器繼電器 熔斷器熔斷器低壓電器概述低壓電器概述 低壓電器的定義 低壓電器的分類 低壓電器的基本結構低壓電器的定義 電器：是指能自動或手動接通和斷開電路，以及對電路或非電路現象能進行切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)的元件。 低壓電器：通常是指交流1000V及以下與直流1200V及以下電路中起通斷、控制、保護和調節(jié)作用的電氣設備 。低壓電器的分類 按控制作用分類v 執(zhí)行電器 用來完成某種動作或傳遞功率。例如：電磁鐵。v 控制電器

2、用來控制電路的通斷。例如：開關、繼電器。v 主令電器 用來控制其它自動電器的動作，以發(fā)出控制“指令”。例如：按鈕、轉換開關等。v 保護電器 用來保護電源、電路及用電設備，使它們不致在短路、過載狀態(tài)下運行，免遭損壞。例如：熔斷器、熱繼電器等。 按動作方式分 v 自動切換電器 按照信號或某個物理量的變化而自動動作的電器。例如：接觸器、繼電器等。v 非自動電器 通過人力操作而動作的電器。例如：開關、按鈕等 。 按動作原理分類 v 電磁式電器 它是根據電磁鐵的原理工作的。例如：接觸器、繼電器等。v 非電磁式電器 它是依靠外力（人力或機械力）或某種非電量的變化而動作的電器。例如：行程開關、按鈕、速度繼電

3、器、熱繼電器等。 低壓電器的基本結構 電磁機構 電磁機構是電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉換成為機械能并帶動觸點閉合或斷開。它通常采用電磁鐵的形式，由電磁線圈、靜鐵心（鐵心）、動鐵心（銜鐵）等組成，其中動鐵心與動觸點支架相連。電磁鐵的工作原理:電磁線圈通電時產生磁場，使動、靜鐵心磁化互相吸引，當動鐵心被吸引向靜鐵心時，與動鐵心相連的動觸點也被拉向靜觸點，令其閉合接通電路。電磁線圈斷電后，磁場消失，動鐵心在復位彈簧作用下，回到原位，并牽動動、靜觸點，分斷電路。 觸頭系統(tǒng) 觸頭系統(tǒng)屬于執(zhí)行部件 。它的作用是通過觸點的開、閉來通、斷電路的 。 按功能分：主觸頭和輔助觸頭。按形狀分：橋式觸頭和

4、指形觸頭 。按操作分：靜觸頭和動觸頭 。按位置分：常閉觸頭和常開觸頭。 滅弧裝置 電弧：是指觸頭在閉合和斷開（包括熔體在熔斷時）的瞬間，都會在觸頭間隙中由電子流產生弧狀的火花，這種由電氣原因造成的火花。 使電路仍然保持導通狀態(tài)，延遲電路的開斷。會燒損觸點，縮短電器的使用壽命。開關電器及主令電器 低壓開關 低壓開關主要用作隔離、轉換以及接通和分斷電路。常作為機床電路的電源開關，或用于局部照明電路的控制及小容量電動機的起動、停止和正反轉控制等。 主令電器 主令電器是指在電氣自動控制系統(tǒng)中用來發(fā)出信號指令的電器。它的信號指令將通過繼電器、接觸器和其它電器的動作，接通和分斷被控制電路，以實現對電動機和

5、其它生產機械的遠距離控制。 低壓開關 刀開關 組合開關 自動開關 漏電保護器主令電器 按鈕 行程開關 萬能轉換開關刀開關 用途 普通刀開關是一種結構最簡單且應用最廣泛的手控低壓電器，廣泛用在照明電路和小容量（5.5kW）、不頻繁起動的動力電路的控制電路中。 結構 符號 注意事項 刀開關安裝時，瓷底應與地面垂直，手柄向上，易于滅弧，不得倒裝或平裝。倒裝時手柄可能因自重落下而引起誤合閘，危及人身和設備安全。 圖1-7 膠蓋瓷底刀開關的結構1出線盒 2熔絲 3動觸頭 4手柄 5靜觸頭 6電源進線座 7瓷座 8膠蓋 9接用電器b）雙極 c）三極QS QS a）單極 或 QS 組合開關 定義 它實質上也

6、是一種特殊刀開關，只不過一般刀開關的操作手柄是在垂直安裝面的平面內向上或向下轉動，而組合開關的操作手柄則是平行于安裝面的平面內向左或向右轉動而已。 用途 多用在機床電氣控制線路中，作為電源的引入開關，也可以用作不頻繁地接通和斷開電路、換接電源和負載以及控制5KW以下的小容量電動機的正反轉和星三角起動等。 結構 符號a）雙極 b）三極QS QS 組合開關的結構a) b)圖1-9組合開關的結構圖a）外形圖 b）內部結構1手柄 2轉軸 3彈簧 4凸輪 5絕緣墊板6動觸點 7靜觸點 8絕緣方軸 9接線柱自動開關 用途 它集控制和多種保護功能于一身，除能完成接通和分斷電路外，還能對電路或電氣設備發(fā)生的短

7、路、過載、失壓等故障進行保護。 原理圖 工作原理 脫扣器是自動開關的主要保護裝置，包括電磁脫扣器（作短路保護）、熱脫扣器（作過載保護）、失壓脫扣器以及由電磁和熱脫扣器組合而成的復式脫扣器等種類。電磁脫扣器的線圈串聯在主電路中，若電路或設備短路，主電路電流增大，線圈磁場增強，吸動銜鐵，使操作機構動作，斷開主觸點，分斷主電路而起到短路保護作用。電磁脫扣器有調節(jié)螺釘，可以根據用電設備容量和使用條件手動調節(jié)脫扣器動作電流的大小。 熱脫扣器是一個雙金屬片熱繼電器。它的發(fā)熱元件串聯在主電路中。當電路過載時，過載電流使發(fā)熱元件溫度升高，雙金屬片受熱彎曲，頂動自動操作機構動作，斷開主觸點，切斷主電路而起過載保

8、護作用。 符號QF 自動開關原理圖圖1-12 自動開關的原理圖1、9彈簧 2觸點 3鎖鍵 4搭鉤 5軸 6過電流脫扣器 7杠桿 8、10銜鐵 11欠電壓脫扣器 12雙金屬片 13電阻絲漏電保護器 用途 主要用于當發(fā)生人身觸電或漏電時，能迅速切斷電源，保障人身安全，防止觸電事故。有的漏電保護器還兼有過載、短路保護，用于不頻繁起、停的電動機。 原理圖 工作原理 當正常工作時，不論三相負載是否平衡，通過零序電流互感器主電路的三相電流相量之和等于零，故其二次繞組中無感應電動勢產生，漏電保護器工作于閉合狀態(tài)。如果發(fā)生漏電或觸電事故，三相電流之和便不再等于零，而等于某一電流值Is。Is會通過人體、大地、變

9、壓器中性點形成回路，這樣零序電流互感器二次側產生與Is對應的感應電動勢，加到脫扣器上，當Is達到一定值時，脫扣器動作，推動主開關的鎖扣，分斷主電路。測試回路電源變壓器主開關UVW零序電流互感器電磁脫扣器按鈕 用途 按鈕又稱控制按鈕或按鈕開關，是一種手動控制電器。它只能短時接通或分斷5A以下的小電流電路，向其它電器發(fā)出指令性的電信號，控制其它電器動作。由于按鈕載流量小，不能直接用于控制主電路的通斷。 結構及工作原理 符號 注意事項 選擇使用時應從使用場合、所需觸點數及按鈕帽的顏色等因素考慮。一般紅色表示停止，綠色表示起動，黃色表示干預。SB SB a）常開觸點 b）常閉觸點 c）復合觸點SB 按

10、鈕的結構及工作原理 結構 工作原理 在按下按鈕帽令其動作時，首先斷開動斷觸點，再通過一定行程后才接通動合觸點；松開按鈕帽時，復位彈簧先將動合觸點分斷，通過一定行程后動斷觸點才閉合。行程開關 用途 行程開關又稱限位開關或位置開關，它利用生產機械運動部件的碰撞，使其內部觸點動作，分斷或切換電路，從而控制生產機械行程、位置或改變其運動狀態(tài)。 結構 符號a）常開觸點 b）常閉觸點SQ SQ 萬能轉換開關 用途 具有更多操作位置和觸點、能夠接多個電路的一種手動控制電器。由于它的檔位多、觸點多，可控制多個電路，能適應復雜線路的要求。 結構接觸器 用途 接觸器是一種用來頻繁接通和斷開交、直流主電路及大容量控

11、制電路的自動切換電器。它具有低壓釋放保護功能，可進行頻繁操作，實現遠距離控制，是電力拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件。 分類交流接觸器 特點：交流線圈、有短路環(huán)、采用雙斷口觸頭直流接觸器特點：直流線圈、滾動指型觸頭 符號b）常開主觸點 c）常閉主觸點a）線圈 KM e）常閉輔助觸點d）常開輔助觸點 KM KM KM KM 交流接觸器的結構和工作原理 結構 交流接觸器的主要部分是電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)和滅弧裝置，其外形和結構如圖所示 工作原理 交流接觸器有兩種工作狀態(tài)：得電狀態(tài)（動作狀態(tài)）和失電狀態(tài)（釋放狀態(tài)）。接觸器主觸頭的動觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸頭則固定在殼體上。當線圈得電

12、后，線圈產生磁場，使靜鐵心產生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動動觸頭動作，使常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，分斷或接通相關電路。當線圈失電時，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸頭隨之復位。 a）外形 b）結構示意圖繼電器 定義 繼電器：是一種根據電量（電流、電壓）或非電量（時間、速度、溫度、壓力等）的變化自動接通和斷開控制電路，以完成控制或保護任務的電器。 與接觸器的區(qū)別v 繼電器可以對各種電量或非電量的變化作出反應，而接觸器只有在一定 的電壓信號下動作。v 繼電器用于切換小電流的控制電路，而接觸器則用來控制大電流電路，因此，繼電器觸頭容量較?。ú淮笥?A），且無滅弧裝置。 分類v 按

13、反應的參數可分為：電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、熱繼電器、時間繼電器和速度繼電器等。v 按動作原理可分為：電磁式、電動式、電子式和機械式等。空氣式時間繼電器的結構圖a）外形圖 b）結構圖1線圈 2反力彈簧 3銜鐵 4靜鐵心 5彈簧片 6、8微動開關 7杠桿 9調節(jié)螺釘 10推桿 11活塞桿 12寶塔彈簧熱繼電器的結構圖a） 外形 b）結構圖電流整定裝置 2主電路接線柱 3復位按鈕 4常閉觸頭 5動作機構 6熱元件 31常閉觸頭接線柱32公共動觸頭接線柱 33常開觸頭接線柱 1主觸頭 2主雙金屬片 3熱元件 4推動導板 5補償雙金屬片 6常閉觸頭 7常開觸頭 8復位調節(jié)螺釘 9動觸頭 10復位按鈕 11偏心輪 12支撐件 13彈簧主雙金屬片與加熱元件串接在接觸器負載端，（電動機電源端）的主回路中。當電動機正常運行時，熱元件產生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使繼電器動作。當電動機過載時，流過熱元件的電流增大，熱元件產生的熱量增加，使雙金屬片產生的彎曲位移增大，主雙金屬片推動導板，并通過補償雙金屬片與推桿將觸點（即串接在接觸器線圈回路的熱繼電器常閉觸點）分開，以切斷電路保護電動機。速度繼電器結構圖a）外形 b）結構圖熔斷器 用途 主要用作短路保護。 結構 熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管